风电运维技术革新：中际松鼠低碳科技攻克轴承磨损难题，开启绿色运维新时代

齿轮箱轴承作为风电机组的核心传动部件，其磨损形式复杂多样，主要包括以下五类：

疲劳磨损：交变接触应力导致次表面裂纹扩展，形成剥落。当剥落坑深度超过0.1-0.3mm时，轴承振动加速度值激增5-8倍，严重影响设备稳定性。

磨粒磨损：润滑油中的硬质颗粒（如SiO₂硬度HV1000）侵入滚道，颗粒尺寸超过润滑膜厚度（1-5μm）时，产生犁沟状划痕。磨粒浓度＞15ppm时，轴承寿命下降50%。

粘着磨损（胶合）：高速重载下润滑失效导致表面微凸体焊合，材料转移。当PV值（压力×速度）超过材料极限（钢对钢临界值为3.5 MPa·m/s）或温度＞150℃时，胶合风险显著增加。

腐蚀磨损：海水环境中的Cl⁻渗透破坏钝化膜，腐蚀速率可达0.5mm/年。典型案例包括海上风电轴承滚道出现蜂窝状腐蚀坑。

微动磨损：配合间隙＞0.02mm时，微幅振动（振幅＜50μm）引发氧化磨损，形成Fe₂O₃磨屑，加速失效。

直接成本：单台风电机组齿轮箱维修成本高达800万元，非计划停机损失日均10-50万元。

间接成本：轴承磨损导致油温升高、振动超标、能耗增加，直接影响发电效率。例如，某风场因轴承磨损导致单台机组年发电量减少15%以上。

03 行业痛点与挑战

深远海运维成本高：海上风电故障排查成本是陆上项目的3倍，齿轮箱吊装维修单次费用超800万元。

国产化率不足：核心部件国产化率低于70%，运维数字化渗透率仅38%，行业亟需高效、低成本的解决方案。

中际松鼠低碳科技自主研发的金属磨损自修复技术，通过矿粉、石墨烯、纳米金属等微纳米级复合材料，结合摩擦热和机械能，在设备运行中原位生成微米级金属陶瓷层，攻克磨损难题。

技术原理与优势：

 原位生长机制：通过润滑油（脂）载体将材料带入摩擦副表面，在800℃-1200℃摩擦闪温下，诱发内氧化反应，形成厚度1-10μm的超硬金属陶瓷层。

性能突破：金属陶瓷层硬度比基材高1-2倍，摩擦系数降至0.02-0.06（传统润滑油条件下下降70%以上），显著降低温升、振动和能耗。

免停机维护：无需拆解设备，直接通过润滑系统注入材料，修复过程与运行同步，避免日均10-50万元的停机损失。

通过无线传感器（温振、油液、转速）与AI算法结合，实现设备状态实时监测、故障预警和健康预测，推动运维模式从“定期维护”向“按需维护”转型。

核心功能：

实时监测：捕捉温度、振动、油液污染度等关键参数，早期磨损（＜0.1mm）捕捉率达95%。

智能诊断：基于大数据分析，自动生成诊断报告，精准定位故障根源。例如，某化工厂机泵群监测系统上线后，避免2次设备故障，减少经济损失350万元。

预测性维护：通过健康评分趋势图预判设备状态，提前备件采购和维修计划，降低维修费用30%-70%。

三、技术应用案例与成效

案例1：某风场轴承修复

问题：SKF轴承磨损严重，油温超标，机组进入限负状态。

修复过程：在驱动端与非驱动端轴承中注入自修复材料，运行2个月后解除限负状态，4个月后运行温度恢复正常。

成效：单台机组发电效率提升5%-7%，运维成本降低30%。

案例2：某风场齿轮箱修复

问题：11台机组齿轮箱齿面磨损导致振动异常。

修复过程：在齿轮箱润滑油中添加自修复材料，实现齿面自修复。

成效：齿轮箱振动值下降20%，润滑油温度降低5℃，综合发电效率提升2%-3%。

案例3：海上风电轴承防腐蚀修复

问题：海上风电轴承因Cl⁻腐蚀，滚道出现蜂窝状坑洞。

修复过程：在润滑脂中添加自修复材料，运行1个月后腐蚀坑深度减少50%。

成效：轴承寿命延长1倍以上，运维成本降低30%。

四、技术对比与行业价值

传统修复技术 vs 金属磨损自修复技术

行业价值

经济效益：全国推广可减少齿轮箱更换量1.2万台/年，节约特种钢材8万吨，减排CO₂ 48万吨。

社会效益：推动风电运维从被动维修转向主动预防，助力中国风电装机目标（2025年5.8亿千瓦）。

五、中际松鼠低碳科技的技术优势

技术已成功应用于陆上风电、海上风电、火电、水电等场景，覆盖80%以上关键部件（齿轮箱、轴承、发电机等)。